git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mpc7.c

   1 /*
   2  * Musepack SV7 decoder
   3  * Copyright (c) 2006 Konstantin Shishkov
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * MPEG Audio Layer 1/2 -like codec with frames of 1152 samples
  25  * divided into 32 subbands.
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/channel_layout.h"
  29 #include "libavutil/lfg.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "get_bits.h"
  32 #include "dsputil.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "mpegaudiodsp.h"
  35
  36 #include "mpc.h"
  37 #include "mpc7data.h"
  38
  39 static VLC scfi_vlc, dscf_vlc, hdr_vlc, quant_vlc[MPC7_QUANT_VLC_TABLES][2];
  40
  41 static const uint16_t quant_offsets[MPC7_QUANT_VLC_TABLES*2 + 1] =
  42 {
  43        0, 512, 1024, 1536, 2052, 2564, 3076, 3588, 4100, 4612, 5124,
  44        5636, 6164, 6676, 7224
  45 };
  46
  47
  48 static av_cold int mpc7_decode_init(AVCodecContext * avctx)
  49 {
  50     int i, j;
  51     MPCContext *c = avctx->priv_data;
  52     GetBitContext gb;
  53     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, buf, [16]);
  54     static int vlc_initialized = 0;
  55
  56     static VLC_TYPE scfi_table[1 << MPC7_SCFI_BITS][2];
  57     static VLC_TYPE dscf_table[1 << MPC7_DSCF_BITS][2];
  58     static VLC_TYPE hdr_table[1 << MPC7_HDR_BITS][2];
  59     static VLC_TYPE quant_tables[7224][2];
  60
  61     /* Musepack SV7 is always stereo */
  62     if (avctx->channels != 2) {
  63         av_log_ask_for_sample(avctx, "Unsupported number of channels: %d\n",
  64                               avctx->channels);
  65         return AVERROR_PATCHWELCOME;
  66     }
  67
  68     if(avctx->extradata_size < 16){
  69         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small extradata size (%i)!\n", avctx->extradata_size);
  70         return -1;
  71     }
  72     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
  73     av_lfg_init(&c->rnd, 0xDEADBEEF);
  74     ff_dsputil_init(&c->dsp, avctx);
  75     ff_mpadsp_init(&c->mpadsp);
  76     c->dsp.bswap_buf((uint32_t*)buf, (const uint32_t*)avctx->extradata, 4);
  77     ff_mpc_init();
  78     init_get_bits(&gb, buf, 128);
  79
  80     c->IS = get_bits1(&gb);
  81     c->MSS = get_bits1(&gb);
  82     c->maxbands = get_bits(&gb, 6);
  83     if(c->maxbands >= BANDS){
  84         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bands: %i\n", c->maxbands);
  85         return -1;
  86     }
  87     skip_bits_long(&gb, 88);
  88     c->gapless = get_bits1(&gb);
  89     c->lastframelen = get_bits(&gb, 11);
  90     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "IS: %d, MSS: %d, TG: %d, LFL: %d, bands: %d\n",
  91             c->IS, c->MSS, c->gapless, c->lastframelen, c->maxbands);
  92     c->frames_to_skip = 0;
  93
  94     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
  95     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  96
  97     avcodec_get_frame_defaults(&c->frame);
  98     avctx->coded_frame = &c->frame;
  99
 100     if(vlc_initialized) return 0;
 101     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Initing VLC\n");
 102     scfi_vlc.table = scfi_table;
 103     scfi_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_SCFI_BITS;
 104     if(init_vlc(&scfi_vlc, MPC7_SCFI_BITS, MPC7_SCFI_SIZE,
 105                 &mpc7_scfi[1], 2, 1,
 106                 &mpc7_scfi[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 107         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init SCFI VLC\n");
 108         return -1;
 109     }
 110     dscf_vlc.table = dscf_table;
 111     dscf_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_DSCF_BITS;
 112     if(init_vlc(&dscf_vlc, MPC7_DSCF_BITS, MPC7_DSCF_SIZE,
 113                 &mpc7_dscf[1], 2, 1,
 114                 &mpc7_dscf[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 115         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init DSCF VLC\n");
 116         return -1;
 117     }
 118     hdr_vlc.table = hdr_table;
 119     hdr_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_HDR_BITS;
 120     if(init_vlc(&hdr_vlc, MPC7_HDR_BITS, MPC7_HDR_SIZE,
 121                 &mpc7_hdr[1], 2, 1,
 122                 &mpc7_hdr[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 123         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init HDR VLC\n");
 124         return -1;
 125     }
 126     for(i = 0; i < MPC7_QUANT_VLC_TABLES; i++){
 127         for(j = 0; j < 2; j++){
 128             quant_vlc[i][j].table = &quant_tables[quant_offsets[i*2 + j]];
 129             quant_vlc[i][j].table_allocated = quant_offsets[i*2 + j + 1] - quant_offsets[i*2 + j];
 130             if(init_vlc(&quant_vlc[i][j], 9, mpc7_quant_vlc_sizes[i],
 131                         &mpc7_quant_vlc[i][j][1], 4, 2,
 132                         &mpc7_quant_vlc[i][j][0], 4, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 133                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init QUANT VLC %i,%i\n",i,j);
 134                 return -1;
 135             }
 136         }
 137     }
 138     vlc_initialized = 1;
 139
 140     return 0;
 141 }
 142
 143 /**
 144  * Fill samples for given subband
 145  */
 146 static inline void idx_to_quant(MPCContext *c, GetBitContext *gb, int idx, int *dst)
 147 {
 148     int i, i1, t;
 149     switch(idx){
 150     case -1:
 151         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++){
 152             *dst++ = (av_lfg_get(&c->rnd) & 0x3FC) - 510;
 153         }
 154         break;
 155     case 1:
 156         i1 = get_bits1(gb);
 157         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/3; i++){
 158             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[0][i1].table, 9, 2);
 159             *dst++ = mpc7_idx30[t];
 160             *dst++ = mpc7_idx31[t];
 161             *dst++ = mpc7_idx32[t];
 162         }
 163         break;
 164     case 2:
 165         i1 = get_bits1(gb);
 166         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/2; i++){
 167             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[1][i1].table, 9, 2);
 168             *dst++ = mpc7_idx50[t];
 169             *dst++ = mpc7_idx51[t];
 170         }
 171         break;
 172     case  3: case  4: case  5: case  6: case  7:
 173         i1 = get_bits1(gb);
 174         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 175             *dst++ = get_vlc2(gb, quant_vlc[idx-1][i1].table, 9, 2) - mpc7_quant_vlc_off[idx-1];
 176         break;
 177     case  8: case  9: case 10: case 11: case 12:
 178     case 13: case 14: case 15: case 16: case 17:
 179         t = (1 << (idx - 2)) - 1;
 180         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 181             *dst++ = get_bits(gb, idx - 1) - t;
 182         break;
 183     default: // case 0 and -2..-17
 184         return;
 185     }
 186 }
 187
 188 static int get_scale_idx(GetBitContext *gb, int ref)
 189 {
 190     int t = get_vlc2(gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
 191     if (t == 8)
 192         return get_bits(gb, 6);
 193     return ref + t;
 194 }
 195
 196 static int mpc7_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
 197                              int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 198 {
 199     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 200     int buf_size;
 201     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 202     GetBitContext gb;
 203     int i, ch;
 204     int mb = -1;
 205     Band *bands = c->bands;
 206     int off, ret, last_frame, skip;
 207     int bits_used, bits_avail;
 208
 209     memset(bands, 0, sizeof(*bands) * (c->maxbands + 1));
 210
 211     buf_size = avpkt->size & ~3;
 212     if (buf_size <= 0) {
 213         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "packet size is too small (%i bytes)\n",
 214                avpkt->size);
 215         return AVERROR_INVALIDDATA;
 216     }
 217     if (buf_size != avpkt->size) {
 218         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
 219                "extra bytes at the end will be skipped.\n");
 220     }
 221
 222     skip       = buf[0];
 223     last_frame = buf[1];
 224     buf       += 4;
 225     buf_size  -= 4;
 226
 227     /* get output buffer */
 228     c->frame.nb_samples = MPC_FRAME_SIZE;
 229     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, &c->frame)) < 0) {
 230         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 231         return ret;
 232     }
 233
 234     av_fast_padded_malloc(&c->bits, &c->buf_size, buf_size);
 235     if (!c->bits)
 236         return AVERROR(ENOMEM);
 237     c->dsp.bswap_buf((uint32_t *)c->bits, (const uint32_t *)buf, buf_size >> 2);
 238     init_get_bits(&gb, c->bits, buf_size * 8);
 239     skip_bits_long(&gb, skip);
 240
 241     /* read subband indexes */
 242     for(i = 0; i <= c->maxbands; i++){
 243         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 244             int t = 4;
 245             if(i) t = get_vlc2(&gb, hdr_vlc.table, MPC7_HDR_BITS, 1) - 5;
 246             if(t == 4) bands[i].res[ch] = get_bits(&gb, 4);
 247             else bands[i].res[ch] = bands[i-1].res[ch] + t;
 248             if (bands[i].res[ch] < -1 || bands[i].res[ch] > 17) {
 249                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "subband index invalid\n");
 250                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 251             }
 252         }
 253
 254         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
 255             mb = i;
 256             if(c->MSS) bands[i].msf = get_bits1(&gb);
 257         }
 258     }
 259     /* get scale indexes coding method */
 260     for(i = 0; i <= mb; i++)
 261         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 262             if(bands[i].res[ch]) bands[i].scfi[ch] = get_vlc2(&gb, scfi_vlc.table, MPC7_SCFI_BITS, 1);
 263     /* get scale indexes */
 264     for(i = 0; i <= mb; i++){
 265         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 266             if(bands[i].res[ch]){
 267                 bands[i].scf_idx[ch][2] = c->oldDSCF[ch][i];
 268                 bands[i].scf_idx[ch][0] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][2]);
 269                 switch(bands[i].scfi[ch]){
 270                 case 0:
 271                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 272                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 273                     break;
 274                 case 1:
 275                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 276                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1];
 277                     break;
 278                 case 2:
 279                     bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 280                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 281                     break;
 282                 case 3:
 283                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 284                     break;
 285                 }
 286                 c->oldDSCF[ch][i] = bands[i].scf_idx[ch][2];
 287             }
 288         }
 289     }
 290     /* get quantizers */
 291     memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
 292     off = 0;
 293     for(i = 0; i < BANDS; i++, off += SAMPLES_PER_BAND)
 294         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 295             idx_to_quant(c, &gb, bands[i].res[ch], c->Q[ch] + off);
 296
 297     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, mb, (int16_t **)c->frame.extended_data, 2);
 298     if(last_frame)
 299         c->frame.nb_samples = c->lastframelen;
 300
 301     bits_used = get_bits_count(&gb);
 302     bits_avail = buf_size * 8;
 303     if (!last_frame && ((bits_avail < bits_used) || (bits_used + 32 <= bits_avail))) {
 304         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame: used %i of %i bits\n", bits_used, bits_avail);
 305         return -1;
 306     }
 307     if(c->frames_to_skip){
 308         c->frames_to_skip--;
 309         *got_frame_ptr = 0;
 310         return avpkt->size;
 311     }
 312
 313     *got_frame_ptr   = 1;
 314     *(AVFrame *)data = c->frame;
 315
 316     return avpkt->size;
 317 }
 318
 319 static void mpc7_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 320 {
 321     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 322
 323     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
 324     c->frames_to_skip = 32;
 325 }
 326
 327 static av_cold int mpc7_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 328 {
 329     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 330     av_freep(&c->bits);
 331     c->buf_size = 0;
 332     return 0;
 333 }
 334
 335 AVCodec ff_mpc7_decoder = {
 336     .name           = "mpc7",
 337     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 338     .id             = AV_CODEC_ID_MUSEPACK7,
 339     .priv_data_size = sizeof(MPCContext),
 340     .init           = mpc7_decode_init,
 341     .close          = mpc7_decode_close,
 342     .decode         = mpc7_decode_frame,
 343     .flush          = mpc7_decode_flush,
 344     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 345     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV7"),
 346     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 347                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 348 };